活性染料綜合性能優(yōu)異，2014年其產(chǎn)量占我國染料總產(chǎn)量的27.8%。但其對棉纖維親和力低，固色率往往低于80%。雖有個別染料固色率可達(dá)90%，但這些染料或結(jié)構(gòu)復(fù)雜，或生產(chǎn)和應(yīng)用時對環(huán)境有毒害性。自1956年活性染料問世以來，提高活性染料的染色性能一直是各國染料行業(yè)和國際知名公司致力于解決的難題。
在國家科技支撐計劃等項目的資助下，他們破解了活性染料高固色率難題，創(chuàng)制了5類14個高固色率新反應(yīng)型染料。其中，毛用活性染料、尼龍不沾色活性艷藍(lán)在棉纖維上的最高固色率分別為87.6%和83.7%；創(chuàng)制的高親和力混合雙活性基雙偶氮團(tuán)活性染料、雙發(fā)色體活性染料、活性熒光黃FL在棉纖維上的最終固色率都超過90%，大分子交聯(lián)染料在棉纖維上固色率超過98%。該項成果獲得5項國家發(fā)明專利，并闡釋了雙H-酸單偶氮蒽醌型染料的發(fā)色機理，大分子交聯(lián)染料的交聯(lián)染色理論。開發(fā)的新反應(yīng)型染料通過了由國家染料質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的安全性評價，生產(chǎn)也通過上虞環(huán)保局的環(huán)境評價。
他們針對現(xiàn)有偶氮染料生產(chǎn)設(shè)備為70立方米甚至更大的間歇反應(yīng)釜，存在傳質(zhì)傳熱效率低、副反應(yīng)多、嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量等問題，以加快傳質(zhì)傳熱、快速移走產(chǎn)物和反應(yīng)熱為目標(biāo)，設(shè)計開發(fā)出縮放螺旋管偶合反應(yīng)連續(xù)化裝置及相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)了常溫下偶氮染料連續(xù)化生產(chǎn)，反應(yīng)物停留時間由數(shù)小時縮短為數(shù)分鐘，大幅降低了副產(chǎn)物的生成，提升染料強度37.5%，實現(xiàn)了活性染料生產(chǎn)和應(yīng)用的節(jié)能減排。獲得了2項國家發(fā)明專利，其中1項正在申請國際發(fā)明專利。
在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊針對活性染料與棉纖維同電性相斥、親和力低、需加鹽促染的問題，以改變纖維表面電性為目標(biāo)，開發(fā)出與棉纖維以酯鍵結(jié)合的陽離子化助劑和染色技術(shù)。在無鹽/低鹽促染條件下，陽離子化棉纖維與陰離子染料異電性相吸，提高了染料在纖維上固色率，大幅減少了印染廢水中的含鹽量，降低了染色廢水處理難度，并獲得了國家發(fā)明專利。
該項目創(chuàng)制的高固色率新反應(yīng)型染料、偶氮染料連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)和新的染色助劑和染色技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)，對分子結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)技術(shù)和染色方法相似的酸性染料、直接染料等的技術(shù)進(jìn)步都具有指導(dǎo)和示范意義。
該項成果已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。2012年至今，累計生產(chǎn)新反應(yīng)型染料8000多噸，平均提高染料固色率15%，染色節(jié)約了1000~1200噸的染料生產(chǎn)量，同時也減少了印染廢水中1000噸的染料含量和大量無機鹽，大幅度降低了染色廢水的處理難度，受到用戶的高度評價。使用該系列染料的企業(yè)一致認(rèn)為：該系列活性染料配伍性強，染色重現(xiàn)性好，染色纖維色光純正、飽滿，耐水洗、耐摩擦牢度高，相比國外進(jìn)口高檔活性染料，該系列染料不僅具有全面優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量和染色性能，也具有更為合適的市場價格，且染色廢水中含廢棄染料和其他雜質(zhì)少，降低了染色廢水的處理難度和處理成本，節(jié)約了資源、保護(hù)了環(huán)境。
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